Книга: По кругу с Землей. Коперник. Гелиоцентризм.

АСТРОНОМИЯ ДО ПТОЛЕМЕЯ

Все цивилизации занимались наблюдениями за небом и, в зависимости от степени своей зрелости, пытались описать его с помощью разнообразных моделей: от чисто мифологических до религиозных и научных. Более 5000 лет назад египтяне пытались найти объяснение наблюдаемым небесным феноменам и соотносили их с событиями, влиявшими на судьбы отдельных людей и целых народов. Так родились тесно связанные друг с другом астрономия и астрология.

Одной из важных идей, разработанных древними египтянами в этой области, было понятие времени. Они отмечали его линейное течение и делили на циклы, связанные с природными феноменами (например, ежегодными разливами Нила). Кроме календарей, существуют археологические свидетельства, восходящие к II тысячелетию до н. э. и содержащие чрезвычайно точные предсказания траектории Венеры. Одним из примеров таких артефактов могут служить звездные часы, обнаруженные в могиле фараона Рамзеса VI в Долине Царей. Доказано, что уже за 1300 лет до н. э. египтяне идентифицировали 43 созвездия, пять видимых планет и обладали обширной информацией в области астрономии.

Китайским астрономам принадлежит самая первая из дошедших до нас записей о солнечном затмении, произошедшем примерно за 2700 лет до н. э. Вавилоняне, скорее всего, были первыми, кто примерно за 1800 лет до н. э. применил математику к изучению небосвода, в частности к наблюдению периодических явлений.

В Британском музее хранится клинописная табличка Амми- цадука (номер 63 в «Энума Ану Энлиль»), которая содержит список положений Венеры на протяжении 21 года, и это может считаться первым свидетельством систематического изучения планетных явлений.

Уже во время Нововавилонского царства на основании множества наблюдений халдеи смогли сделать эмпирические выводы о некоторых планетах. Нам неизвестно, создали они собственную космологию или нет, однако они определили, что Солнце движется по эклиптике неравномерно, научились предсказывать затмения и составили первые каталоги известных звезд.

И тем не менее большинство таких наблюдений относились к донаучному периоду. Ни одна из этих цивилизаций (даже мезоамериканская или инкская, которым принадлежат точные инструменты измерения времени) не оставила моделей, учитывающих движение звезд или положение Земли по отношению к звездам. Их интерпретации положили начало космологиям, которые опирались больше на мифы, чем на строгую науку.

Впервые интерес к космологии, выходящей за рамки легенд, проявили греки. Фалес Милетский (624-545 до н. э.) предсказал солнечное затмение 29 мая 585 года до н. э. Он считал, что Земля — это диск, плавающий в море, закрытый небесным куполом, на котором находятся звезды. В том же столетии Анаксимандр (610-547 до н. э.) предложил модель, согласно которой обитаемая Земля была частью цилиндра и находилась в центре мира. Диаметр цилиндра был в три раза больше его высоты. Солнце, Луна и планеты были отверстиями в невидимых кольцах, вращающихся вокруг Земли. Пифагор (570-490 до н. э.), в свою очередь, предложил считать Землю, а также всю Вселенную сферами. В целях упрощения навигации Ти- мохарис Александрийский (ок. 320-260 до н. э.) и Аристилл (III век до н. э.) составили каталог видимых положений различных звезд.

Графическая реконструкция космологической модели

Анаксимандра: слева — летний день, справа — зимняя ночь. Солнце, Луна и планеты представляются отверстиями в невидимых кольцах, окружающих Землю.

Известно, что Аристарх Самосский (ок. 310-230 до н. э.) впервые предложил модель, в которой Земля вращалась вокруг Солнца, а не наоборот. Эта идея не была принята его современниками, поскольку противоречила ежедневным впечатлениям, согласно которым наша планета неподвижна. У Аристарха было немного последователей, и в дальнейшем астрономы продолжали придерживаться геоцентрической точки зрения.

Эратосфен (276-194 до н. э.) в первом приближении измерил расстояние до Солнца и Луны, определил размеры обоих светил по отношению к Земле и с большой точностью вычислил земную окружность — это открытие считается одним из фундаментальных событий в истории науки. Гиппарх Никейский (ок. 190-120 до н. э.) заметил прецессию равноденствий, изучал движение Луны и определил продолжительность года. И только Плутарх из Херонеи (ок. 45-127), автор «Сравнительных жизнеописаний», уже в христианскую эпоху указывал, что Вселенная, если она бесконечна, не может иметь центра.

Коперник в годы учебы в Кракове изучал труды всех этих астрономов. Большая часть сведений была приведена в виде ссылок в текстах, написанных значительно позднее, и это заставило пытливого юношу искать более ранние источники, предпочтительно на языке оригинала. Так возник его интерес к древнегреческому языку. Коперник изучил его довольно быстро и погрузился в волнующий мир астрономии.

Как уже было сказано, в те годы в научной сфере доминировали идеи Аристотеля (384-322 до н. э.), актуальные спустя почти 2000 лет после публикации. Его представление о космосе было основано на чисто философском подходе. По Аристотелю, Вселенная состоит из двух частей — земной и небесной. В земной части все существа представляют собой комбинацию четырех первоэлементов: земли, огня, воздуха и воды.

Согласно Аристотелю, части Вселенной, находящиеся за Луной, а именно Солнце, планеты и звезды, состоят из пятого элемента — эфира — чистой и совершенной субстанции, отличной от первоэлементов, образующих Землю. Границу между двумя частями космоса обозначает Луна; таким образом, земная часть называется подлунной, а небеса — надлунным миром. Луна, находясь на границе двух зон, состоит из этого пятого элемента, но она загрязнена из-за близости к нашей планете.

Для подлунного мира характерно состояние покоя, в то время как надлунный мир находится в постоянном движении, следуя по идеальным круговым траекториям, так как окружность и сфера, по Аристотелю, — геометрические фигуры, воплощающие совершенство. Солнце, Луна, блуждающие звезды (планеты) и неподвижные звезды состоят из эфира и заключены в стеклянные сферы. Все эти сферы связаны друг с другом гомоцентрично (то есть имеют один и тот же центр).

Представление космологической модели Аристотеля, идеи которого выдержали 2000 лет. Вселенная разделена на две части: подлунный мир, состоящий из четырех первоэлементов, и надлунный — пятый элемент. Земля находится в центре, но она несовершенна, не полностью сферична.

За Луной, наоборот, все совершенное — круглое, равномерно движущееся, — а светила состоят из эфира, имеют сферическую форму и заключены в стеклянные сферы. Вся эта логическая конструкция была разрушена в ходе научной революции, начатой Коперником.

Представление Аристотеля о космосе сегодня кажется совершенно оторванным от науки. Когда некоторые астрономы пытались опровергнуть эти взгляды с помощью экспериментальных данных, полученных в ходе наблюдений за светилами, это приводило к усложнению модели, но не отказу от нее. Эти же идеи были изложены и в «Альмагесте» Клавдия Птолемея (ок. 100-170). В этом труде александрийский астроном описал свое видение космоса, в котором неподвижная Земля находится в центре Вселенной. Геоцентрическая модель закрепилась так надолго, потому что нашла отклик в социально- политической среде. Она соответствовала и господствующим представлениям Аристотеля, и аргументам, которые через 150 лет совпали с теориями Церкви. И лишь спустя 13 веков Коперник продемонстрировал, что наша Солнечная система вращается вокруг Солнца.

Во времена Коперника птолемеева модель считалась математической уловкой, мостом между космологическими представлениями, поддерживаемыми философией и религией, и эмпирическими измерениями, производимыми астрономами. Эта дилемма сопровождала ученого до конца его дней. Решение предложить другую систему и, прежде всего, допустить, что речь идет не о новой математической игре, а о физической реальности, скорее всего, вызывало у Коперника тяжелые сомнения на протяжении всей жизни.